• 플랜트 저널
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• 제10권2호
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• pp.48-59
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• 2014

본 연구에서는 고온 고압 배관용 단조밸브 용접부의 품질확보를 위하여 단조밸브 제작현장에서 활용할 용접후열처리의 유지시간 및 유지온도를 연구했다. ASTM A182 F92 재료를 단조밸브의 용접부에 해당되는 밸브 끝단부 및 누설방지용접부와 동일한 형상의 두께 1 inch 쿠폰으로 가공하고, 쿠폰을 가스 텅스텐 아크용접(GTAW: Gas Tungsten Arc Welding) 방법으로 완전용입 용접하여 시편을 제작했다. 용접부 호칭두께가 1 inch인 시편을 $705^{\circ}C$, $735^{\circ}C$, $750^{\circ}C$, $765^{\circ}C$, $795^{\circ}C$ 및 $825^{\circ}C$에서 1시간 유지하여 용접후열처리를 실시(Group 1)하였다. 그리고 용접부 호칭두께가 1 inch인 시편 3개를 $735^{\circ}C$에서 30분, 1시간 및 2시간으로 달리 유지(Group 2)하여 용접후열처리를 실시하였다. 다른 유지시간과 유지온도에 따른 경도의 변화를 관찰하기 위하여 모재부, 열영향부 및 용착금속부에서 경도를 측정하였다. 본 실험의 결과에 따라, 1 inch당 1시간 온도를 유지할 경우는 용접후열처리가 $750^{\circ}C{\sim}765^{\circ}C$에서 수행되어야 바람직한 것으로 확인되었다. 단조밸브 제작규격에서 요구하는 최소 유지온도 보다 $5^{\circ}C$가 높은 $735^{\circ}C$에서 1 inch당 1시간 유지할 경우에 요구된 경도 값을 만족하지 못하여, 요건보다 긴 시간인 1 inch당 2시간 용접후열처리 시 경도 값을 만족하는 것으로 확인되었다. 또한 용착금속부의 조직은 템퍼드-마르텐사이트 조직으로 확인되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.223-229
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• 2016

본 연구에서는 엔진의 밸브트레인에 적용되는 롤러 태핏 하우징의 냉간단조 공정을 개발하였다. 시제품을 제작하였으며, 태핏 하우징의 내구성 평가를 통하여 작동성을 확인하였다. 소재 시편의 압축시험을 통하여 태핏에 사용되는 소재의 물성을 확보하고 상용 소프트웨어인 Deform-3D을 이용하여 단조해석을 수행하였다. 해석결과를 바탕으로 냉간단조 공정을 설계하였으며, 실제 금형을 제작하고 시제품을 제작하였다. 제작한 시제품의 평가를 위하여 치수정밀도, 표면조도, 평행도, 동심도를 확인하였으며, 목표한 항목에 모두 부합하는 결과를 확인하였다. 또한 제품의 작동성 및 내구성 평가를 수행하기 위하여, 엔진 밸브트레인의 구동을 모사하는 별도의 시험장치 개발을 완료하였다. 디젤엔진의 아이들 상태를 가정하여 작동성을 평가하고, 엔진의 최고 회전수를 가정하여 내구성 시험을 진행하였다. 시험결과 태핏하우징의 마모는 시험 전, 후 외경 치수 0.002 mm 감소로, 미소한 마모를 보였다. 본 연구를 통하여 정밀 냉간단조 기술을 이용한 제품개발 프로세스를 정립하였다. 또한 본 연구에서 개발한 작동성 평가 시험기를 통해 밸브트레인용 부품의 작동성 및 내구성 평가 시험이 가능할 것으로 사료된다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집C
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• pp.627-632
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• 2001

Nimonic 80A superalloy with high-temperature strength and high corrosion-resistance is used in jet engine for aircraft, gas turbine for power plant and marine diesel engine, etc. To develop the manufacturing process of exhaust valve for large diesel engine using Nimonic 80A, various mechanical tests, such as hot compression, microstructure and hardness test have been performed. This results effectively used to set the reasonable forging conditions while hot forging of Nimonic 80A superalloy. Open die and closed die forging experiments are carried out from ESR ingot and finally get a good shaped exhaust valve product.

• 한국생산제조학회지
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• 제21권2호
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• pp.331-336
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• 2012

This study was aimed at the design of the dies for the guide valve for the fuel pressure regulator using the computer simulation to shorten the period of production, on the basis of the process planning which was designed by the field experts. In the computer simulation, 'Deform-3d' and 'Eesy-DieOpt' have been used, which are the commercial process analysis and die design program. Through the process analysis, we could know the propriety of the forming process, the inner pressure of the die and the suitable fitting pressure between the insert and the sleeve which was not showing any positive tangential stresses in the insert. Through the simulation of die design, we could know the number of the stress ring, the diameter ratios, the stresses of the die, the shrink fitting tolerance and temperature in the condition of the already determined maximum outer die diameter of the multi-stage former. The validity of the die design using the computer simulation was analyzed by the experiments and the results were satisfactory. As the results of this study, the new and easy die design system for multi-forging has been developed.

• 한국기계가공학회지
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• 제20권11호
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• pp.100-107
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• 2021

The use of new and renewable energy is essential to solve the problem of increasing fossil fuel use due to industrial development. The paradigm of the automobile industry has changed due to the strengthening of environmental regulations in developed countries, and the development of eco-friendly cars is underway. Fuel cell electric vehicles (FCEVs), which use hydrogen as fuel, require strict standards for fuel-related components. In particular, check valves for FCEV control high-pressure hydrogen and thus, must be sufficiently strong for the challenging environment caused by high-pressure hydrogen. Therefore, this study used DEFORM 3D, a regular finite element analysis program, to check the moldability of check valves for FCEV, design the process, verify reliability through single streamline analysis, tensile tests, and ANSYS simulations, and identify suitable materials for the high-pressure hydrogen environment.

• 한국기계가공학회지
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• 제6권1호
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• pp.71-77
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• 2007

In case of the welding process, a conventional production method of gate valve, it has a merit of light weight, but also a demerit of high production cost and an impossibility in mass production due to work by hand. However, in case of the forging process, it has economic merits and can take a mass production process, too. The main focus of this paper is the optimization of preform in the forging process. This paper proposed an optimal design to improve the mechanical efficiency of gate valve made by forging method instead of welding. the optional design is conducted as application of real response model to Kriging model using computer simulation. Also, from verification of the response model with optimized results we were confirmed that the applications of Kriging method to structural optimum design using finite element analysis and equation are useful and reliable.

• 한국기계가공학회지
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• 제7권4호
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• pp.56-61
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• 2008

Cropping metal materials is widely used for feeding processes of various forming method, such as forging, extrusion, drawing, and upsetting. However, cropping has many weak points, which are material loss in part of cutting, chip creation, and much use of lubrication oil, etc. In this study, instead of cropping, a novel process is proposed to cut metal materials, especially stainless steel bar which is known very difficult to crop. Results of FE-analysis will be shown to verify the proposed method comparing with those of the conventional cropping process. Also, fitting products were successfully forged using the fabricated billet by the proposed process.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 춘계학술발표논문집
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• pp.525-527
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• 2009

본 논문에서는 자동차 공조부품인 리시버드라이어로서 플랜지와 바디로 구성되어 있다. 리시버드라이어는 냉매 중 포함된 습기 및 기타 불순물을 차단하는 부품으로서 사이트글라스가 부착되어 냉매의 흐름의 상태를 알 수 있다. 또한 압력 밸브가 부착되어 있어 냉매 회로의 압력과 온도가 상승하면 녹아서 냉매를 배출하므로 배관이나 부품들의 압력에 의해서 파괴되는 것을 방지 할 수 있다. 최근 경제적 성형에 관심이 많아 대표적 성형공정인 냉간단조를 적용하여 소재 회수율 및 절삭 비용 등을 절감하는데 목적을 두었다. 냉간단조를 적용하여 자동차 공조 부품인 플랜지와 바디를 개발하는데 공정설계, 금형설계, 금형제작 기술을 확보하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.115-116
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• 2011

• 한국결정성장학회지
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• 제32권6호
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• pp.251-261
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• 2022

본 연구에서는 냉간단조공정에서 성형하중과 금형내 응력집중 감소를 위해 자동차 엔진 밸브 스프링 리테이너 제품의 형상최적화를 위한 금형형상 최적설계를 수행하였다. 기존 생산에 사용되는 각 성형공정별 냉간단조 금형에 대한 유한요소해석 시뮬레이션을 통해 절단공정을 포함해 총 6공정으로 구성되어 있는 냉간단조공정 별 단조 프리폼의 성형 시에 발생하는 성형하중과 성형유동 특성을 분석하였으며, 이를 통해 금형 내 응력집중이 발생하는 주요 설계인자를 확인하였다. 상형금형과 하형금형부의 챔퍼(chamfer) 및 에지필렛(edge fillet) 형상을 대상으로 4인자 3수준 설계인자 및 변수 수준을 설정하고, 성형해석 시뮬레이션과 다구찌법을 활용하여 설계인자별 영향도를 분석하여 최적의 최적설계인자를 결정하였다. 본 연구를 통해 얻어진 최적설계변수를 적용하여 엔진밸브 스프링 리테이너의 최적설계 시뮬레이션 결과, 각 프리폼 성형공정별로 최대 36 %, 전체 공정 평균 20 %의 성형하중 감소 효과를 얻을 수 있었다. 엔진의 고효율, 고출력, 고성능화 목표가 지속적으로 높아짐에 따라 고강도 소재의 활용이 많아지게 되어 이에 대응할 수 있는 성형공정 및 금형설계의 최적화가 필요하며, 향후 연구 결과를 활용하여 현업에 적용하여 제품단조성형성 개선 및 금형수명관리를 위한 기술자료로 활용하고자 한다.